JP2010135465A - 固体撮像装置、および、その製造方法、カメラ - Google Patents

固体撮像装置、および、その製造方法、カメラ Download PDF

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Abstract

【課題】カラーフィルタを高精度にパターン加工することが可能であって、感光性樹脂膜の残渣を減少する。
【解決手段】カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に、感光性樹脂膜に照射する露光光を、光導波路コア部１３１が吸収するように、光導波路コア部１３１を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、固体撮像装置、および、その製造方法、カメラに関する。特に、本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、その受光面へ光を導く光導波路とを具備する固体撮像装置、および、その製造方法、カメラに関する。
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラは、固体撮像装置を含む。たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｃｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを、固体撮像装置として含む。
固体撮像装置においては、複数の画素が形成されている撮像領域が、半導体基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部が、その複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。
このような固体撮像装置では、多画素化に伴って、各画素のセルサイズが小さくなってきている。その結果、各画素当たりの受光量が減少して、感度が低下する場合がある。
このため、光の集光効率を高めて、感度を向上するために、光導波路が、各画素に形成されている。
具体的には、光導波路は、高い屈折率の光学材料で形成され、光を導くコア部を有しており、このコア部よりも低い屈折率であるクラッド部が、そのコア部の周囲に設けられている。このため、光導波路においては、入射した光を、コア部とクラッド部との界面において全反射させることができる。よって、光導波路を設けることで、集光効率を高めて、感度を向上することができる。たとえば、コア部は、有機樹脂材料を用いて形成されている（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
また、固体撮像装置においては、光導波路のコア部の上層に、カラーフィルタが設けられている。このカラーフィルタにおいては、光が着色されて光導波路へ出射される。このカラーフィルタは、フォトリソグラフィ技術を用いて形成される。
具体的には、たとえば、色素を含む感光性樹脂膜を塗布した後に、その感光性樹脂膜について、露光処理，現像処理を、順次、実施することによって、このカラーフィルタが形成される。
特開２００６−２２２２７０号公報 特開２００６−１５６７９９号公報
上記のように、フォトリソグラフィ技術によってカラーフィルタを形成する際においては、カラーフィルタを高精細にパターン加工する場合が困難な場合がある。このため、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
また、フォトリソグラフィ技術によってカラーフィルタを形成する際に残る感光性樹脂膜の残渣の影響によって、上記のような不具合が顕在化する場合がある。このような不具合は、主に、感光性樹脂膜を露光処理する際に、その下層にて露光光が反射することに起因する。
この他に、カラーフィルタと、その下方の光導波路との間の密着力が十分でないために、装置の信頼性が低下する場合がある。
このため、上記の不具合を改善するために、反射防止機能と密着機能とを付加する下地平坦化膜を、感光性樹脂膜の下層に設けることが考えられる。
しかしながら、下地平坦化膜を設ける場合には、製造工程が増加するため、製造効率が低下する場合がある。また、この下地平坦化膜に起因して、光電変換素子が受光する受光量が減少し、感度が低下する場合がある。
このため、上述した不具合を十分に改善することが困難な場合がある。
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上させることができ、また、製造効率を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、カメラを提供する。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、前記受光面へ光を導く光導波路を、前記受光面の上方に形成する光導波路形成工程と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタを、前記光導波路の上方に形成するカラーフィルタ形成工程とを含み、前記カラーフィルタ形成工程においては、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって、前記カラーフィルタを形成し、前記光導波路形成工程においては、前記カラーフィルタ形成工程にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、前記光導波路のコア部が吸収するように、当該コア部を形成する、固体撮像装置の製造方法である。
好適には、前記光導波路形成工程においては、前記露光光を吸収する色素を含むように、前記コア部を形成する。
好適には、前記光導波路形成工程においては、前記露光光を吸収する樹脂を含むように、前記コア部を形成する。
好適には、前記光導波路形成工程においては、前記樹脂は、共役二重結合を含む。
好適には、前記光導波路形成工程は、前記コア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において、当該コア部を形成する樹脂が前記露光光を吸収するように、当該樹脂の共役二重結合を切断する表面処理を実施する表面処理工程を含む。
好適には、前記カラーフィルタと前記光導波路のコア部とを密着させる密着強化層を形成する密着強化層形成工程を、さらに含み、前記密着強化層形成工程は、前記光導波路形成工程と前記カラーフィルタ形成工程との間に実施され、当該密着強化層形成工程においては、前記カラーフィルタを形成する際に用いる樹脂を含むように、前記密着強化層を形成する。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、前記受光面へ光を導く光導波路を、前記受光面の上方に形成する光導波路形成工程と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタを、前記光導波路の上方に形成するカラーフィルタ形成工程とを含み、前記カラーフィルタ形成工程においては、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって、前記カラーフィルタを形成し、前記光導波路形成工程においては、前記カラーフィルタ形成工程にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、前記光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に凹凸を形成する表面処理を実施する固体撮像装置の製造方法である。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、前記受光面へ光を導く光導波路と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタとを含み、前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する材料を用いて、コア部が形成されている固体撮像装置である。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、前記受光面へ光を導く光導波路と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタとを含み、前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、当該光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に、凹凸が形成されている固体撮像装置である。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、前記受光面へ光を導く光導波路と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタとを含み、前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する材料を用いて、コア部が形成されているカメラである。
本発明は、光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、前記受光面へ光を導く光導波路と、光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタとを含み、前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、当該光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に、凹凸が形成されているカメラである。
本発明によれば、カラーフィルタを形成する工程にて露光処理を実施する際に、感光性樹脂膜に照射する露光光を、光導波路のコア部が吸収または拡散反射するように、そのコア部を形成する。
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上させることができ、また、製造効率を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、カメラを提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
［装置構成］
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
図１に示すように、カメラ４０は、固体撮像装置１と、光学系４２と、駆動回路４３と、信号処理回路４４とを有する。各部について、順次、説明する。
固体撮像装置１は、光学系４２を介して、被写体像による光を受光することによって、その被写体像による光を光電変換し、信号電荷を生成する。ここでは、固体撮像装置１は、駆動回路４３から出力される駆動信号に基づいて、駆動する。具体的には、信号電荷が読み出されて、ローデータとして出力される。この固体撮像装置１の詳細内容については、後述する。
光学系４２は、たとえば、光学レンズを含み、被写体像を固体撮像装置１の撮像面へ結像させる。
駆動回路４３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路４４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路４４とのそれぞれを駆動させる。
信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
固体撮像装置１の全体構成について説明する。
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであり、図２に示すように、基板１０１を含む。この基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板であり、図２に示すように、基板１０１の面においては、撮像領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。
この基板１０１の面において撮像領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐがｘ方向とｙ方向とのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。そして、この撮像領域ＰＡにおいては、その中心が、図１に示した光学系４２の光軸に対応するように配置されている。
また、基板１０１の面において周辺領域ＳＡは、図２に示すように、撮像領域ＰＡの周囲に位置している。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、画素Ｐにおいて生成された信号電荷を処理する周辺回路が設けられている。
具体的には、図２に示すように、この周辺回路としては、垂直選択回路１３と、カラム回路１４と、水平選択回路１５と、水平信号線１６と、出力回路１７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１８とが、設けられている。
垂直選択回路１３は、たとえば、シフトレジスタを含み、画素Ｐを行単位で選択駆動する。
カラム回路１４は、たとえば、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）回路およびＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ；相関二重サンプリング）回路を含む。そして、カラム回路１４は、列単位で画素Ｐから読み出した信号について信号処理を実施する。
水平選択回路１５は、たとえば、シフトレジスタを含み、カラム回路１４によって各画素Ｐから読み出した信号を、順次、選択して出力する。そして、水平選択回路１５の選択駆動によって、順次、画素Ｐから読み出した信号を、水平信号線１６を介して出力回路１７に出力する。
出力回路１７は、たとえば、デジタルアンプを含み、水平選択回路１５によって出力された信号について、増幅処理などの信号処理が実施後、外部へ出力する。
タイミングジェネレータ１８は、各種のタイミング信号を生成し、垂直選択回路１３、カラム回路１４、水平選択回路１５に出力することで、各部について駆動制御を行う。
図３は、本発明にかかる実施形態１において、撮像領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐの要部を示す回路図である。
撮像領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐは、図３に示すように、フォトダイオード２１と、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、アドレストランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含む。つまり、フォトダイオード２１と、このフォトダイオード２１から信号電荷を読み出す動作を実施する画素トランジスタとが、設けられている。
画素Ｐにおいて、フォトダイオード２１は、被写体像による光を受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成し蓄積する。フォトダイオード２１は、図３に示すように、転送トランジスタ２２を介して、増幅トランジスタ２３のゲートに接続されている。そして、フォトダイオード２１においては、増幅トランジスタ２３のゲートに接続されているフローティングディフュージョンＦＤへ、その蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によって出力信号として転送される。
画素Ｐにおいて、転送トランジスタ２２は、図３に示すように、フォトダイオード２１とフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように設けられている。そして、転送トランジスタ２２は、転送線２６からゲートに転送パルスが与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、フローティングディフュージョンＦＤに出力信号として転送する。
画素Ｐにおいて、増幅トランジスタ２３は、図３に示すように、ゲートがフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤを介して出力される出力信号を増幅する。ここでは、増幅トランジスタ２３は、アドレストランジスタ２４を介して垂直信号線２７に接続され、撮像領域ＰＡ以外に設けられている定電流源Ｉとソースフォロアを構成している。このため、増幅トランジスタ２３においては、アドレストランジスタ２４にアドレス信号が供給されることによって、フローティングディフュージョンＦＤから出力された出力信号が増幅される。
画素Ｐにおいて、アドレストランジスタ２４は、図３に示すように、アドレス信号が供給されるアドレス線２８にゲートが接続されている。アドレストランジスタ２４は、アドレス信号が供給された際にはオン状態になり、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線２７に出力する。そして、その出力信号は、垂直信号線２７を介して、上述したカラム回路１４のＳ／Ｈ・ＣＤＳ回路に出力される。
画素Ｐにおいて、リセットトランジスタ２５は、図３に示すように、リセット信号が供給されるリセット線２９にゲートが接続され、また、電源ＶｄｄとフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセット線２９からリセット信号がゲートに供給された際に、フローティングディフュージョンＦＤの電位を、電源Ｖｄｄの電位にリセットする。
上記のように画素を駆動する動作は、転送トランジスタ２２と、アドレストランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５との各ゲートが、水平方向に並ぶ複数の画素からなる行単位で接続されていることから、その行単位にて並ぶ複数の画素について同時に行われる。具体的には、上述した垂直選択回路１３によって供給されるアドレス信号によって、水平ライン（画素行）単位で垂直方向に順次選択される。そして、タイミングジェネレータ１８から出力される各種タイミング信号によって各画素のトランジスタが制御される。これにより、各画素における出力信号が垂直信号線２７を通して画素列毎にカラム回路１４のＳ／Ｈ・ＣＤＳ回路に読み出される。
本実施形態にかかる固体撮像装置１の詳細内容について説明する。
図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す断面図である。図４は、画素Ｐに対応する主要部の断面を示している。なお、撮像領域ＰＡにおいては、上記したように、基板１０１上に、画素Ｐが配置されているが、主要部を除き、図示を省略している。
図４に示すように、固体撮像装置１においては、フォトダイオード２１と、オンチップレンズ１１１と、光導波路コア部１３１と、カラーフィルタ３０１とが、画素Ｐに対応して形成されている。
各部について順次説明する。
フォトダイオード２１は、図４に示すように、基板１０１の面に設けられている。フォトダイオード２１は、光を受光面ＪＳで受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する。フォトダイオード２１においては、図４に示すように、基板１０１の面において、この受光面ＪＳに対して垂直なｚ方向に、オンチップレンズ１１１と、光導波路コア部１３１と、カラーフィルタ３０１とが配置されている。ここでは、受光面ＪＳの側から、光導波路コア部１３１、カラーフィルタ３０１、オンチップレンズ１１１が、順次、配置されている。このため、本実施形態においては、フォトダイオード２１は、この各部を介して、入射する光を、受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって信号電荷を生成する。そして、このフォトダイオード２１に隣接するように、基板１０１上に、転送トランジスタ２２が形成されている。
オンチップレンズ１１１は、いわゆるマイクロレンズであって、図４に示すように、基板１０１の面の上方に設けられており、入射した光を集光する。図４に示すように、基板１０１の面には、フォトダイオード２１が設けられており、オンチップレンズ１１１は、光軸ＫＪが、このフォトダイオード２１の受光面ＪＳの中心に対して垂直になるように配置されている。そして、オンチップレンズ１１１は、光軸ＫＪの方向において、カラーフィルタ３０１と光導波路コア部１３１とを介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面している。このオンチップレンズ１１１は、フォトダイオード２１の受光面ＪＳから光導波路コア部１３１へ向かう方向にて、中心が縁よりも厚く形成されている。このため、オンチップレンズ１１１によって集光された光は、カラーフィルタ３０１と光導波路コア部１３１とを介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳにおいて受光される。
光導波路コア部１３１は、図４に示すように、基板１０１の面の上方に設けられており、入射した光をフォトダイオード２１の受光面ＪＳへ導くように構成されている。図４に示すように、光導波路コア部１３１は、カラーフィルタ３０１と、フォトダイオード２１の受光面ＪＳとの間に介在しており、オンチップレンズ１１１とカラーフィルタ３０１とを、順次、介した光を、フォトダイオード２１の受光面ＪＳへ導く。
ここでは、光導波路コア部１３１は、図４に示すように、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに沿った面の面積が、オンチップレンズ１１１からフォトダイオード２１へ向かう方向にて小さくなる形状で形成されている。すなわち、光導波路コア部１３１は、テーパー状に形成されている。
この光導波路コア部１３１は、図４に示すように、側面および底面が、クラッドとして機能する層間絶縁膜Ｓｚで囲われている。そして、図４に示すように、光導波路コア部１３１の側面部分に位置する層間絶縁膜Ｓｚの内部には、複数の配線Ｈが設けられている。たとえば、層間絶縁膜Ｓｚに配線用の溝を形成し、その溝の表面にバリアメタル層ＢＭの形成した後に、その溝を、銅などの導電材料で埋めることで、配線Ｈを形成する。そして、配線Ｈを構成する銅の拡散を防止するために、複数の層間絶縁膜Ｓｚの層間に、拡散防止層ＫＢが形成されている。
本実施形態においては、光導波路コア部１３１は、図４に示すように、第１のコア部１３１ａと、第２のコア部１３１ｂとを含む。
光導波路コア部１３１において、第１のコア部１３１ａは、図４に示すように、各層間絶縁膜Ｓｚの一部を除去して形成された孔Ｋの表面、および、複数の層間絶縁膜Ｓｚの最上面上に形成されている。この第１のコア部１３１ａは、パッシベーション膜として機能する。ここでは、第１のコア部１３１ａは、クラッドとして機能する各層間絶縁膜Ｓｚよりも屈折率が高い光学材料にて形成されている。また、第１のコア部１３１ａは、その内部に設けられている第２のコア部１３１ｂよりも屈折率が高い光学材料にて形成されている。たとえば、層間絶縁膜Ｓｚがシリコン酸化膜によって形成されている。そして、第１のコア部１３１ａは、プラズマＣＶＤ法によってシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を成膜することで、各層間絶縁膜Ｓｚよりも屈折率が高くなるように形成される。この他に、プラズマＣＶＤ法によって成膜されたプラズマＳｉＯＮ膜、フォトレジスト膜、酸化チタン膜によって形成することが好適である。
光導波路コア部１３１において、第２のコア部１３１ｂは、図４に示すように、埋め込み層であって、第１のコア部１３１ａの内部に埋め込まれている。この第２のコア部１３１ｂは、各層間絶縁膜Ｓｚの一部を除去して形成された孔Ｋに、第１のコア部１３１ａを介在して、光学材料を埋め込んで形成される。ここでは、第２のコア部１３１ｂは、図４に示すように、オンチップレンズ１１１の光軸ＫＪに対応しており、オンチップレンズ１１１の光軸ＫＪが中心を貫いている。また、第２のコア部１３１ｂは、層間絶縁膜Ｓｚの最上面の上にて、第１のコア部１３１ａを介在して設けられており、表面を平坦化している。この第２のコア部１３１ｂは、第１のコア部１３１ａよりも屈折率が小さい光学材料を用いて形成されている。たとえば、第２のコア部１３１ｂは、スピンコート法によってアクリル系樹脂を成膜することで形成される。この他に、ポリイミド樹脂、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜、ポリシロキサン樹脂膜を用いて形成することが好適である。
詳細については後述するが、この第２のコア部１３１ｂは、カラーフィルタ３０１の形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する色素を含むように形成されている。
カラーフィルタ３０１は、図４に示すように、基板１０１の面の上方にて受光面ＪＳに対面して配置されている。カラーフィルタ３０１は、図４に示すように、光導波路コア部１３１を構成する第２のコア部１３１ｂの上に形成されており、被写体像による光を受けた後、この光が着色されて、その着色した光が第２のコア部１３１ｂへ出射される。詳細については後述するが、このカラーフィルタ３０１は、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成される。たとえば、第２のコア部１３１ｂと同様に、アクリル系樹脂を、感光性樹脂として用いて、カラーフィルタ３０１を形成する。カラーフィルタ３０１と、第２のコア部１３１ｂとが、同様にアクリル系樹脂を用いて形成されているため、両者は、好適に密着して形成される。
本実施形態においては、図４に示すように、カラーフィルタ３０１は、グリーンフィルタ層３０１Ｇと、レッドフィルタ層３０１Ｒと、ブルーフィルタ層３０１Ｂとを含む。
カラーフィルタ３０１において、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、緑色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が緑色光として透過される。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、被写体像による光を分光することによって、その光を緑色に着色する。ここでは、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、図４に示すように、オンチップレンズ１１１の光軸ＫＪの方向において、光導波路コア部１３１を介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面するように配置されている。このグリーンフィルタ層３０１Ｇは、たとえば、緑色の着色顔料と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工して形成される。
カラーフィルタ３０１において、レッドフィルタ層３０１Ｒは、赤色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が赤色光として透過される。つまり、レッドフィルタ層３０１Ｒは、被写体像による光を分光することによって、その光を赤色に着色する。図４においては図示を省略しているが、グリーンフィルタ層３０１Ｇの部分と同様に、レッドフィルタ層３０１Ｒの部分においても、フォトダイオード２１と、オンチップレンズ１１１と、光導波路コア部１３１とが設けられている。すなわち、レッドフィルタ層３０１Ｒは、グリーンフィルタ層３０１Ｇと同様に、オンチップレンズ１１１の光軸ＫＪの方向において、光導波路コア部１３１を介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面するように配置されている。このレッドフィルタ層３０１Ｒは、たとえば、赤色の着色顔料と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工して形成される。
カラーフィルタ３０１において、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、青色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が青色光として透過される。つまり、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、被写体像による光を分光することによって、その光を青色に着色する。図４においては図示を省略しているが、グリーンフィルタ層３０１Ｇの部分と同様に、ブルーフィルタ層３０１Ｂの部分においても、フォトダイオード２１と、オンチップレンズ１１１と、光導波路コア部１３１とが設けられている。すなわち、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、グリーンフィルタ層３０１Ｇと同様に、オンチップレンズ１１１の光軸ＫＪの方向において、光導波路コア部１３１を介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面するように配置されている。このブルーフィルタ層３０１Ｂは、たとえば、青色の着色顔料と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工して形成される。
なお、図示していないが、上記のレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれは、基板１０１の面に対応する面において、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように配置されている。
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。
図５から図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。
まず、図５に示すように、フォトダイオード２１と、層間絶縁膜Ｓｚとの形成が行われる。
たとえば、ｐ型シリコン基板である基板１０１にｎ型不純物をイオン注入することで、フォトダイオード２１が形成される。
そして、転送トランジスタ２２など、画素Ｐを構成する各部が形成される。
その後、この基板１０１の面において、フォトダイオード２１を被覆するように複数の層間絶縁膜Ｓｚが形成される。たとえば、ＣＶＤ法によって、酸化シリコン膜を成膜することによって、各層間絶縁膜Ｓｚが形成される。
この複数の層間絶縁膜Ｓｚの形成においては、層間絶縁膜Ｓｚの間に、たとえば、ダマシンプロセスによって、配線Ｈを形成する。
ここでは、層間絶縁膜Ｓｚに配線用の溝を形成し、その溝の表面にバリアメタル層ＢＭの形成した後に、そのバリアメタル層ＢＭが形成された溝を導電材料で埋めることで、配線Ｈを形成する。たとえば、スパッタリング法によって、タンタル膜と窒化タンタル膜とを順次積層させてバリアメタル層ＢＭを形成する。そして、たとえば、銅のシード層（図示なし）を形成後に電界メッキ処理の実施によって銅膜を成膜し、ＣＭＰ処理の実施にて表面を平坦化することによって、この配線Ｈを形成する。
そして、配線Ｈを構成する銅の拡散を防止するために、複数の層間絶縁膜Ｓｚの層間に、拡散防止層ＫＢを形成する。たとえば、配線Ｈの上層になるように、ＣＶＤ法によって炭化シリコン膜を成膜することによって、この拡散防止層ＫＢを形成する。
つぎに、図６に示すように、孔Ｋを形成する。
ここでは、層間絶縁膜Ｓｚの一部をエッチング処理にて除去することで、孔Ｋを形成する。
具体的には、図６に示すように、複数の層間絶縁膜Ｓｚ等においてフォトダイオード２１の受光面ＪＳの中心部分に対応する部分についてエッチングする。本実施形態においては、孔Ｋにおいて受光面ＪＳに沿った面が、受光面ＪＳから上方へ向かうに伴って、順次、大きな面積になるように、この孔Ｋを形成する。つまり、孔Ｋの側面が受光面ＪＳに垂直なｚ方向に対して傾斜するように、孔Ｋがテーパー状に形成される。たとえば、ドライエッチング処理などの異方性のエッチング処理を実施することで、この孔Ｋを形成する。
つぎに、図７に示すように、第１のコア部１３１ａを形成する。
ここでは、上記にて形成された孔Ｋの表面に、第１のコア部１３１ａを形成する。たとえば、プラズマＣＶＤ法によってシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を、その孔Ｋの表面を被覆するように成膜することで、この第１のコア部１３１ａを形成する。
具体的には、たとえば、０．５μｍの膜厚で、孔Ｋの表面を被覆するように、この第１のコア部１３１ａを形成する。
つぎに、図８に示すように、第２のコア部１３１ｂを形成する。
ここでは、上記のように、孔Ｋの表面に第１のコア部１３１ａを成膜後に、その孔Ｋに光学材料で埋め込むことで、第２のコア部１３１ｂを形成する。たとえば、スピンコート法によって、アクリル樹脂膜を成膜することで、この第２のコア部１３１ｂを形成する。
本実施形態においては、カラーフィルタ３０１の形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する材料を含むように、第２のコア部１３１ｂを形成する。
たとえば、上記の露光光を吸収する色素を含むように、この第２のコア部１３１ｂを形成する。
具体的には、後述するように、カラーフィルタ３０１の形成の際に行う露光処理の際には、感光性樹脂膜に照射する露光光として、ｉ線を用いる。つまり、ｉ線をフォトマスクに照射して、マスクパターン像を感光性樹脂膜に転写する。このため、第２のコア部１３１ｂの形成においては、このｉ線を多く吸収する色素を含有させる。たとえば、波長が３５０ｎｍ以下の光を吸収するように、第２のコア部１３１ｂを形成する。
これにより、露光処理時に露光光が反射することを防止できるので、カラーフィルタ３０１を高精細にパターン加工して、形成することができる。ここでは、フォトダイオード２１で受光する中心波長の光よりも、露光光であるｉ線（波長３７０ｎｍ）を多く吸収する色素を、第２のコア部１３１ｂに含有させることが好適である。つまり、カラーフィルタ３０１を透過した光の中心波長における透過率が、ｉ線の透過率よりも高い色素を用いることが好適である。
図１０は、本発明にかかる実施形態１において、第２のコア部１３１ｂに含有させる色素の例を示す図である。図１０においては、左側に、色素の化学式を示しており、右側に、光の波長と透過率との関係を示すグラフを示している。
具体的には、（ａ）に示すようなフタロシアニン系の色素、（ｂ）に示すようなトリアリルメタン系の色素、（ｃ）のようなキサンテン系の色素を用いることができる。各色素については、適宜、添加量を調整することで、ｉ線の吸収をさせてカラーフィルタ３０１を高精細にパターン加工できると共に、可視光の吸収を低減させて、効率的にフォトダイオード２１が、可視光を受光可能にすることができる。
上記のようにして、第１のコア部１３１ａと第２のコア部１３１ｂとからなる光導波路コア部１３１を形成する。
つぎに、図９に示すように、カラーフィルタ３０１を形成する。
ここでは、色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することで、カラーフィルタ３０１を構成する各色のフィルタ層を、順次、形成する。
具体的には、露光光として、ｉ線を、フォトマスクに照射して、マスクパターン像を、その成膜後の感光性樹脂膜に転写することによって、露光処理を実施する。その後、露光処理された感光性樹脂膜について、現像処理を実施する。この各処理を、各色ごとに実施する。これにより、グリーンフィルタ層３０１Ｇと、レッドフィルタ層３０１Ｒと、ブルーフィルタ層３０１Ｂとを、順次、設けて、カラーフィルタ３０１を形成する。
この後、図４に示すように、オンチップレンズ１１１を形成して、固体撮像装置１を完成させる。
以上のように、本実施形態は、光導波路コア部１３１の形成工程においては、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に、感光性樹脂膜に照射する露光光を、光導波路の第２のコア部１３１ｂが吸収するように形成している。ここでは、その露光光を吸収する色素を含むように、第２のコア部１３１ｂを形成している。
図１１は、本発明にかかる実施形態１において形成されたカラーフィルタ３０１の一部を示す図である。図１１において、（ａ）は、本実施形態において形成したカラーフィルタ３０１のＳＥＭ写真である。一方、（ｂ）は、本実施形態に対して、露光光を吸収する色素をコア部１３１ｂに含有させずに形成したカラーフィルタ３０１のＳＥＭ写真である。
図１１に示すように、（ａ）は、（ｂ）の場合と比較して、カラーフィルタ３０１が、高精度に形成されており、また、感光性樹脂膜の残渣についても、減少している。
第２のコア部１３１ｂにおいては、色素が露光光を吸収し、露光光が、第２のコア部１３１ｂによって感光性樹脂膜へ反射することを防止している。
具体的には、本実施形態において形成したカラーフィルタ３０１の反射率は、以下であった。
・グリーンフィルタ層３０１Ｇの反射率：４．８％
・レッドフィルタ層３０１Ｒの反射率：２．９％
・ブルーフィルタ層３０１Ｂの反射率：１２．６％
これに対して、露光光を吸収する色素を第２のコア部１３１ｂに含有させずに形成したカラーフィルタ３０１の場合には、反射率は、以下であった。
・グリーンフィルタ層３０１Ｇの反射率：６．６％
・レッドフィルタ層３０１Ｒの反射率：８．５％
・ブルーフィルタ層３０１Ｂの反射率：１６．２％
さらに、第２のコア部１３１ｂの表面における反射率は、２７％であった。これに対して、第２のコア部１３１ｂにおいて、露光光を吸収する色素を第２のコア部１３１ｂに含有させない場合には、その表面の反射率が、３１％であった。
したがって、本実施形態においては、上記のように第２のコア部１３１ｂでの反射率を低下させることができるため、カラーフィルタを高精度にパターン加工することが可能であって、感光性樹脂膜の残渣を減少できるので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
また、本実施形態においては、下地平坦化膜を、別途、感光性樹脂膜の下層に設ける工程がない。このため、本実施形態においては、製造工程の増加を防止できるので、製造効率が低下することを防止できる。
さらに、下地平坦化膜がないために、下地平坦化膜に起因して、フォトダイオード２１が受光する受光量が減少し、感度が低下する不具合の発生を防止することができる。
図１２は、本発明にかかる実施形態１において、下地平坦化膜の有無における結果を示す図である。図１２においては、グリーンフィルタ層（ＧＲＮ），レッドフィルタ層（ＲＥＤ），ブルーフィルタ層（ＢＬＵ）とのそれぞれを介して入射する平行光を、フォトダイオードが受光する感度を示している。ここでは、下地平坦化膜を設けた場合の感度を、「１」として、下地平坦化膜を設けない本実施形態の場合の感度を示している。
図１２に示すように、下地平坦化膜を設けない本実施形態の方が、界面反射の影響が小さくなるために、高い受光感度を得ることができる。具体的には、グリーンフィルタ層（ＧＲＮ）を介して入射する光に対する感度は、約２．３％、向上する。また、レッドフィルタ層（ＲＥＤ）を介して入射する光に対する感度は、約４％、向上する。また、ブルーフィルタ層（ＢＬＵ）を介して入射する光に対する感度は、約０．９％、向上する。
なお、上記の実施形態においては、カラーフィルタ３０１の形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する色素を含むように、第２のコア部１３１ｂを形成しているが、これに限定されない。たとえば、第１のコア部１３１ａと第２のコア部１３１ｂとの両者に、上記の色素を含有させてもよい。また、第１のコア部１３１ａのみに、上記の色素を含有させてもよい。
＜実施形態２＞
図１３は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す断面図である。図１３は、図４の場合と同様に、画素Ｐの断面を示している。
図１３に示すように、本実施形態においては、固体撮像装置１ｂは、実施形態１の固体撮像装置１と異なり、密着強化層１２１を、さらに有する。また、第２のコア部１３１ｂが、ポリイミド樹脂を用いて形成されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
密着強化層１２１は、図１３は、カラーフィルタ３０１と、第２のコア部１３１ｂとの間に設けられており、カラーフィルタ３０１と、第２のコア部１３１ｂとを密着させている。
この密着強化層１２１は、カラーフィルタ３０１を形成する際に用いた樹脂と同じ樹脂を含むように形成されている。この密着強化層１２１は、第２のコア部１３１ｂの形成工程と、カラーフィルタ３０１の形成工程との間において、たとえば、スピンコート法によって、上記の樹脂を含む塗布液を塗布し、乾燥させることで形成される。そして、密着強化層１２１は、第２のコア部１３１ｂの表面に設けられており、第２のコア部１３１ｂの色素等によって生ずる、微小な表面の凹凸を被覆して、平坦化している。
上記のように、第２のコア部１３１ｂが、カラーフィルタ３０１を構成するアクリル系樹脂と異なるポリイミド樹脂によって形成されている場合には、第２のコア部１３１ｂとカラーフィルタ３０１とにおいては、互いの密着性が十分でない場合がある。しかし、本実施形態では、カラーフィルタ３０１を形成する際に用いた樹脂と同じ樹脂を含む密着強化層１２１が、両者の間に介在している。また、密着強化層１２１が、第２のコア部１３１ｂの表面を平坦化している。このため、本実施形態は、カラーフィルタ３０１と、第２のコア部１３１ｂとを、好適に密着させることができる。
なお、密着強化層１２１は、上記の他に、さまざまな樹脂材料を用いて形成することができる。たとえば、カラーフィルタ３０１がアクリル系樹脂で形成され、第２のコア部１３１ｂがポリシロキサンで形成されている場合には、密着強化層１２１を、エポキシ基を含む、アクリル系樹脂で形成することが好適である。具体的には、ベンジルメタクリレートのようなメタクリル酸エステル共重合体、ジオールと酸二無水物との付加重合体である。ジオールと酸二無水物との付加重合体としては、エポキシアクリレートのようなジオール成分と、酸ニ無水物とを付加重合したハーフエステル構造を主鎖としているもの等を用いることができる。
＜実施形態３＞
本実施形態は、第２のコア部１３１ｂを形成する工程の一部が、実施形態１と異なっている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
本実施形態において、第２のコア部１３１ｂを形成する際には、実施形態１の場合と異なり、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する色素を含めずに、第２のコア部１３１ｂを形成する。そして、その第２のコア部１３１ｂの表面において、その露光光が拡散反射するように、その表面に凹凸を形成する。
具体的には、実施形態１において図７に示したように、孔Ｋの表面に第１のコア部１３１ａを成膜する。
つぎに、実施形態１において図８に示したように、その孔Ｋに光学材料で埋め込むことで、第２のコア部１３１ｂを形成する。たとえば、スピンコート法によって、色素を含有しないアクリル樹脂膜を成膜することで、この第２のコア部１３１ｂを形成する。
つぎに、第２のコア部１３１ｂの表面について、表面処理を実施する。
ここでは、後工程であるカラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を、第２のコア部１３１ｂの表面が拡散反射するように、その表面に凹凸を形成する。
具体的には、第２のコア部１３１ｂの表面について灰化するアッシング処理を、表面処理として実施することで、第２のコア部１３１ｂの表面に凹凸を形成する。
たとえば、酸素プラズマにて、このアッシング処理を実施する。具体的には、ガス種がＯ２であって、その流量を１００ｓｃｃｍとし、圧力が１．０Ｐａであって、ＲＦパワーが、１００Ｗの条件の下で、アッシング処理をする。これにより、中心線表面粗さ（Ｒａ）が、０．３１７ｎｍであって、二乗平均粗さ（ＲＭＳ）が、０．４２４ｎｍである表面を、第２のコア部１３１ｂに形成することができた。
本実施形態の第２のコア部１３１ｂにおいては、露光光が、第２のコア部１３１ｂによって感光性樹脂膜へ反射することを防止している。
具体的には、本実施形態において形成したカラーフィルタ３０１の反射率は、以下であった。
・グリーンフィルタ層３０１Ｇの反射率：４．９％
・レッドフィルタ層３０１Ｒの反射率：３．０％
・ブルーフィルタ層３０１Ｂの反射率：１１．４％
これに対して、本実施形態と異なり、第２のコア部１３１ｂの表面についてアッシング処理を実施せずに、凹凸を形成しなかった場合には、反射率は、以下であった。
・グリーンフィルタ層３０１Ｇの反射率：６．６％
・レッドフィルタ層３０１Ｒの反射率：８．５％
・ブルーフィルタ層３０１Ｂの反射率：１６．２％
これは、アッシング処理によって凹凸を形成した場合の方が、アッシング処理無しの場合よりも、第２のコア部１３１ｂの表面の反射率が低いために、カラーフィルタ３０１の反射率も低くなっている。
このため、本実施形態においては、カラーフィルタを高精度にパターン加工することが可能であって、感光性樹脂膜の残渣を減少できるので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
上記の表面処理の実施においては、中心線表面粗さ（Ｒａ）が、たとえば、０．４ｎｍ以上、０．８ｎｍ以下になるように、第２のコア部１３１ｂの表面を形成する（ＲＭＳについては、０．７〜１．１ｎｍ）。上記の範囲の上限以下であれば、第２のコア部１３１ｂの光透過率が低下する不具合の発生を防止できる。具体的には、Ｒａが、０．８ｎｍを超えた場合には、波長４００ｎｍの光の光透過率（６０ｎｍ換算）は、９７％であるのに対して、Ｒａが、０．３〜０．５ｎｍ程度であるときには、その光透過率は、１００％であるため、特に、好適である。
以上のように、本実施形態においては、第２のコア部１３１ｂの表面に凹凸を形成している。ここでは、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光が、第２のコア部１３１ｂの表面において、拡散反射されるように、その凹凸を形成している。このため、本実施形態においては、上記の露光光が第２のコア部１３１ｂにて反射された反射光が、感光性樹脂膜へ与える影響が減少する。
したがって、本実施形態においては、実施形態１の場合と同様に、カラーフィルタを高精度にパターン加工することが可能であって、感光性樹脂膜の残渣を減少できるので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、表面処理を実施することで、第２のコア部１３１ｂの表面を変質させているが、これに限定されない。たとえば、第２のコア部１３１ｂの表面だけでなく、その内部を含む全体を変質させてもよい。
また、第２のコア部１３１ｂの表面に凹凸を形成する際には、上記の他に、ＣＦ４をガス種として用いて、エッチング処理を実施することができる。
また、第２のコア部１３１ｂについてイオン注入処理を実施することで、第２のコア部１３１ｂの表面について、表面処理を実施しても良い。この場合には、たとえば、加速エネルギーが８０〜１４０ＫｅＶの下において、不純物濃度が、１×１０１３〜１×１０１４／ｃｍ３になるように、ＰやＮについてイオン注入処理を行う。
＜実施形態４＞
本実施形態では、第２のコア部１３１ｂを形成する工程の一部が、実施形態１と異なっている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
本実施形態において、第２のコア部１３１ｂを形成する際には、実施形態１の場合と異なり、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する色素を、第２のコア部１３１ｂが含まないように形成する。
そして、本実施形態においては、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する樹脂を、第２のコア部１３１ｂが含むように、第２のコア部１３１ｂを形成する。
ここでは、共役二重結合を含む樹脂を用いて、第２のコア部１３１ｂを形成する。
具体的には、実施形態１において図７に示したように、孔Ｋの表面に第１のコア部１３１ａを成膜する。
つぎに、実施形態１において図８に示したように、その孔Ｋに光学材料で埋め込むことで、第２のコア部１３１ｂを形成する。たとえば、スピンコート法によって、共役二重結合を含む樹脂を成膜することで、この第２のコア部１３１ｂを形成する。
具体的には、共役二重結合を含む樹脂としては、ポリエン（ｐｏｌｙｅｎｅ）[Ｈ−（ＣＨ＝ＣＨ）ｎ−Ｈ]や、ポリアセン（ｐｏｒｙａｃｅｎｅ）を含む樹脂を用いることができる。たとえば、ポリエンや、ポリアセンを含む、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリシロキサン樹脂を用いる。
ここでは、フォトダイオード２１で受光する中心波長の可視光よりも、ｉ線（波長３６５ｎｍ）等のように、露光光として用いる紫外線を多く吸収する樹脂を用いて、第２のコア部１３１ｂを形成することが好適である。
このため、本実施形態では、下記のポリエンを用いることが好適である（http://www.ecosci.jp/color/mol_color1.htmlを参照）。
・1,3−Butadiene（吸収波長λｍａｘ＝217ｎｍ）
・1,3,5-Hexatriene（吸収波長λｍａｘ＝268ｎｍ）
・1,3,5,7-octatertaene（吸収波長λｍａｘ＝304ｎｍ）
・1,3,5,7,9-decapentaene（吸収波長λｍａｘ＝334ｎｍ）
・1,3,5,7,9,11-dodecahexaene（吸収波長λｍａｘ＝364ｎｍ）
また、同様な理由で、下記のポリアセンを用いることが好適である。
・Benzene（吸収波長λｍａｘ＝203ｎｍ）
・Naphthalene（吸収波長λｍａｘ＝314ｎｍ）
・Anthracene（吸収波長λｍａｘ＝370ｎｍ）
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に、感光性樹脂膜に照射する露光光を、光導波路の第２のコア部１３１ｂが吸収するように形成している。ここでは、その露光光を吸収する樹脂を含むように、第２のコア部１３１ｂを形成している。
したがって、本実施形態においては、実施形態１の場合と同様に、カラーフィルタを高精度にパターン加工することが可能であって、感光性樹脂膜の残渣を減少できるので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、実施形態２の場合と同様に、密着強化層を、さらに設けても良い。
また、本実施形態においては、表面処理を実施することで、第２のコア部１３１ｂの表面を変質させているが、これに限定されない。たとえば、第２のコア部１３１ｂの表面だけでなく、その内部を含む全体を変質させてもよい。
また、下記のポリエン[Ｈ−（ＣＨ＝ＣＨ）ｎ−Ｈ]や、ポリアセンのように、可視光線よりもｉ線の吸収が低い共役二重結合を含む樹脂を用いて、第２のコア部１３１ｂを形成する場合は、第２のコア部１３１ｂについて表面処理を実施することが好適である。
・1,3,5,7,9,11,13-tetradecaheptaene（吸収波長λｍａｘ＝390ｎｍ）
・1,3,5,7,9,11,13,15-hexadecaoctaene（吸収波長λｍａｘ＝410ｎｍ）
・1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-icosadecaene （吸収波長λｍａｘ＝422ｎｍ）
・Naphthacene（吸収波長λｍａｘ＝460nm)
この表面処理においては、後工程であるカラーフィルタ３０１の形成工程にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を、第２のコア部１３１ｂを構成する樹脂が吸収するように、第２のコア部１３１ｂについて、表面処理を実施する。
この表面処理においては、共役二重結合を含む樹脂が、上記の露光光を吸収するように、その樹脂の共役二重結合を切断する。
具体的には、第２のコア部１３１ｂの表面についてアッシング処理を実施することで、この表面処理を実施する。たとえば、酸素プラズマにて、このアッシング処理を実施する。
また、第２のコア部１３１ｂにイオンを注入するイオン注入処理を実施することで、第２のコア部１３１ｂの表面について、表面処理を実施しても良い。
このように、上記の表面処理の実施にて、上記の樹脂に含まれる共役二重結合を切断することによって、露光光として用いるｉ線を多く吸収するように、樹脂を変質させてもよい。
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
上記の実施形態においては、ＣＭＯＳイメージセンサに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ＣＣＤイメージセンサについて、適用可能である。
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、密着強化層１２１は、本発明の密着強化層に相当する。また、上記の実施形態において、光導波路コア部１３１は、本発明の光導波路コア部に相当する。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ３０１は、本発明のカラーフィルタに相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラの構成を示す構成図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の全体構成の概略を示す平面図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１において、撮像領域において設けられた画素Ｐの要部を示す回路図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す断面図である。 図５は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。 図６は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。 図７は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。 図８は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。 図９は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す断面図である。 図１０は、本発明にかかる実施形態１において、第２のコア部１３１ｂに含有させる色素の例を示す図である。 図１１は、本発明にかかる実施形態１において形成されたカラーフィルタの一部を示す図である。 図１２は、本発明にかかる実施形態１において、下地平坦化膜の有無における結果を示す図である。 図１３は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す断面図である。
符号の説明
１，１ｂ：固体撮像装置，１３：垂直選択回路，１４：カラム回路，１５：水平選択回路，１６：水平信号線，１７：出力回路，１８：タイミングジェネレータ，２１：フォトダイオード，２２：転送トランジスタ，２３：増幅トランジスタ，２４：アドレストランジスタ，２５：リセットトランジスタ，２６：転送線，２７：垂直信号線，２８：アドレス線，２９：リセット線，４０：カメラ，４２：光学系，４３：駆動回路，４４：信号処理回路，１０１：基板，１１１：オンチップレンズ，１２１：密着強化層，１３１：光導波路コア部，１３１ａ：第１のコア部，１３１ｂ：第２のコア部，３０１：カラーフィルタ，ＪＳ：受光面，Ｋ：孔

Claims (12)

  1. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を、基板に形成する光電変換部形成工程と、
    前記受光面へ光を導く光導波路を、前記受光面の上方に形成する光導波路形成工程と、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタを、前記光導波路の上方に形成するカラーフィルタ形成工程と
    を含み、
    前記カラーフィルタ形成工程においては、着色剤を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって、前記感光性樹脂膜から前記カラーフィルタを形成し、
    前記光導波路形成工程においては、前記カラーフィルタ形成工程にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、前記光導波路のコア部が吸収するように、当該コア部を形成する、
    固体撮像装置の製造方法。
  2. 前記光導波路形成工程においては、前記露光光を吸収する色素を含むように、前記コア部を形成する、
    請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
  3. 前記光導波路形成工程においては、前記露光光を吸収する樹脂を含むように、前記コア部を形成する、
    請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
  4. 前記光導波路形成工程においては、前記樹脂は、共役二重結合を含む、
    請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法。
  5. 前記光導波路形成工程は、
    前記コア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において、当該コア部を形成する樹脂が前記露光光を吸収するように、当該樹脂の共役二重結合を切断する表面処理を実施する表面処理工程
    を含む、
    請求項４に記載の固体撮像装置の製造方法。
  6. 前記カラーフィルタと前記光導波路のコア部とを密着させる密着強化層を形成する密着強化層形成工程
    を、さらに含み、
    前記密着強化層形成工程は、前記光導波路形成工程と前記カラーフィルタ形成工程との間に実施される、
    請求項１から５のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
  7. 前記密着強化層形成工程においては、前記カラーフィルタを形成する際に用いる樹脂を含むように、前記密着強化層を形成する、
    請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
  8. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を、基板に形成する光電変換部形成工程と、
    前記受光面へ光を導く光導波路を、前記受光面の上方に形成する光導波路形成工程と、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタを、前記光導波路の上方に形成するカラーフィルタ形成工程と
    を含み、
    前記カラーフィルタ形成工程においては、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって、前記感光性樹脂膜から前記カラーフィルタを形成し、
    前記光導波路形成工程においては、前記カラーフィルタ形成工程にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、前記光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に凹凸を形成する表面処理を実施する
    固体撮像装置の製造方法。
  9. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、
    前記受光面へ光を導く光導波路と、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタと
    を含み、
    前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、
    前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する材料を用いて、コア部が形成されている
    固体撮像装置。
  10. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、
    前記受光面へ光を導く光導波路、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタと
    を含み、
    前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、
    前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、当該光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に、凹凸が形成されている
    固体撮像装置。
  11. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、
    前記受光面へ光を導く光導波路と、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタと
    を含み、
    前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、
    前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に感光性樹脂膜に照射する露光光を吸収する材料を用いて、コア部が形成されている
    カメラ。
  12. 光を受光面で受光し、当該受光面にて受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部と、
    前記受光面へ光を導く光導波路と、
    光を着色し、当該着色した光が前記光導波路へ出射されるカラーフィルタと
    を含み、
    前記カラーフィルタは、色素を含む感光性樹脂膜について露光処理を実施後に現像処理を実施することによって形成され、
    前記光導波路は、前記カラーフィルタの形成にて露光処理を実施する際に前記感光性樹脂膜に照射する露光光を、当該光導波路のコア部にて前記カラーフィルタに対面する表面において拡散反射するように、当該コア部の表面に、凹凸が形成されている
    カメラ。
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